《2017-2018学年高中物理第二章直流电路第3节电阻的串联并联及其应用教学案教科版选修》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年高中物理第二章直流电路第3节电阻的串联并联及其应用教学案教科版选修（41页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3节电阻的串联、并联及其应用1串联电路特点2并联电路特点3小量程电流表可通过串联或并联一个电阻来改装为大量程的电压表或电流表。4同一表头改装成的电压表，量程与改装后的内阻成正比；同一表头改装成的电流表，量程与改装后的内阻成反比。5滑动变阻器有限流电路和分压电路两种接法。6伏安法测电阻有电流表外接法和电流表内接法两种电路。一、电阻的串联与并联1电阻的串联把各个电阻依次首尾连接起来。2电阻的并联把各个电阻并列地连接在一起。3串、并联电路的特点串联电路并联电路电路图电流关系II1I2I3II1I2I3电压关系UU1U2U3UU1U2U3电阻关系R总R1R2R3二、电流表和电压表的改装1表头小量程的
2、电流表，符号为G。2表头的三个参数满偏电流Ig、满偏电压Ug、内阻Rg，根据欧姆定律，三个参数之间的关系是UgIgRg。3改装(1)电压表改装：测量较大的电压时，在表头上串联一个较大的电阻，就改装成了电压表。(2)电流表改装：测量较大的电流时，在表头上并联一个较小的电阻，就改装成了量程较大的电流表。三、限流电路和分压电路滑动变阻器在电路中的两种接法对比限流式接法分压式接法电路图闭合开关前滑片位置滑动触头在最左端，即保证滑动变阻器接入电路中的阻值最大滑动触头在最左端，即开始时R上得到的电压为0电阻R两端的电压调节范围UU0U通过电阻R的电流调节范围0使用的接线柱滑动变阻器上、下各有一个接线柱接入
3、电路电阻丝两端的接线柱同时接入电路，金属杆两端的接线柱只有一个接入电路四、伏安法测电阻的两种电路1伏安法测电阻原理欧姆定律给了我们测量电阻的一种方法，由R可知，用电压表测出电阻两端的电压，用电流表测出通过电阻的电流，就可求出待测电阻。2两种电路的比较类别电流表内接法电流表外接法电路图误差分析电流表示数IAIR电压表示数UVURUA误差来源于电流表的分压作用电压表示数UVUR电流表示数IAIRIV误差来源于电压表的分流作用R测RRAR即测量结果偏大R测R即测量结果偏小选用条件RRA时选用该电路RRV时选用该电路1自主思考判一判(1)在电路中的任何一个位置串联一个电阻时，电路中的总电阻一定变大。(
4、)(2)在电路中的任何一个位置并联一个电阻时，电路中的总电阻不一定变小。()(3)两并联电阻的电流与电阻成正比，两串联电阻的电压与电阻成反比。()(4)同一表头改装成的电压表，串联的电阻越大，改装后的电压表的量程越小。()(5)同一表头改装成的电流表，并联的电阻越大，改装后的电流表的量程越大。()(6)改装后的电压表的内阻是表头内阻与串联电阻之和，改装后的电流表的内阻是表头内阻与并联电阻的并联值。()(7)伏安法测电阻的实验中，无论电流表内接还是外接，测量值均有误差。()2合作探究议一议(1)限流电路和分压电路在闭合开关前，滑片应处的位置是怎样的？提示：对限流电路：使滑动变阻器连入电路中的电阻
5、最大(电阻R的电流最小)的位置；对分压电路：使滑动变阻器与负载R并联的电阻为零(R的电流、电压为零)处。(2)伏安法测电阻时，电流表有内、外接两种接法，试根据串并联的特点分析测量值偏大或偏小的原因。提示：电流表内接法如图，此时电流表的示数可以认为是流过Rx和RA的串联电流，而电压表测的是Rx和RA的串联总电压，此时R测RxRA，所以此接法测得的是Rx和RA的串联电阻值(偏大)。同理可分析若电流表外接测得的是Rx和RV的并联电阻值，即R测，此时R测Rx。串、并联电路的计算1关于电阻连接的几个常用推论(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的电阻。(2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的电阻。(
6、3)n个相同的电阻R并联，其总电阻为R总。(4)多个电阻无论串联、并联还是混联时，其中任一电阻增大或减小，总电阻也随之增大或减小。2关于电压和电流的分配关系(1)串联电路中各电阻两端的电压跟它的阻值成正比，即I。(2)并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比，即I1R1I2R2InRnI总R总U。典例如图231所示，R1R24 ，R3R42 ，UAB6 V。求：图231(1)电流表A1和A2的示数(不计电流表的内阻)。(2)R1、R4两端的电压之比。思路点拨解答本题时应把握以下三点：(1)电阻R1、R2、R3、R4的连接方式。(2)电流表A1和电流表A2测量的是哪部分电路中的电流。(3
7、)复杂电路的等效电路图的画法。解析(1)等效电路如图所示，R1、R2、R3三个电阻并联的总电阻设为R并，则有，解得R并1 干路的总电流为I A2 A并联部分的电压为U并IR并21 V2 V通过R1、R2、R3三个电阻的电流分别为I1 A0.5 A，I2 A0.5 A，I3 A1 A，由图可知，电流表A1的示数是通过R2与R3的电流之和，则有IA1I2I30.5 A1 A1.5 A，电流表A2的示数是通过R1与R2的电流之和，则有IA2I1I20.5 A0.5 A1 A。(2)因为UABU并U4，所以R4两端的电压为U4UABU并6 V2 V4 V，又U1U并2 V，则。答案(1)IA11.5
8、AIA21 A(2)(1)处理串联、并联电路以及简单的混联电路的方法：准确地判断出电路的连接方式，画出等效电路图；正确利用串联、并联电路的基本规律、性质；灵活选用恰当的公式进行计算。(2)电路简化的原则：无电流的支路去除；电势相等的各点合并；理想导线可任意长短；理想电流表的电阻为零，理想电压表的电阻为无穷大；电压稳定时电容器可认为断路。 1. (多选)两电阻R1、R2的电流I和电压U的关系如图232所示，以下说法正确的是()图232AR1R2BR1和R2串联后的总电阻的IU图线应在区域CR1R2DR1和R2并联后的总电阻的IU图线应在区域解析：选ABIU图线的斜率为电阻的倒数，所以R1R2，A
9、正确，C错误；串联后的总电阻大于任一个分电阻，所以串联后的总电阻的IU图线应在区域，B正确；同理，D错误。2.如图233所示的电路中，R18 ，R24 ，R36 ，R43 。图 233(1)求电路中的总电阻。(2)当加在电路两端的电压U42 V时，通过每个电阻的电流是多少？解析：(1)R3、R4并联后电阻为R34，则R34 2 ，R1、R2和R34串联，总电阻RR1R2R3414 。(2)根据欧姆定律I，I A3 A。由于R1、R2串联在干路上，故通过R1、R2的电流都是3 A。设通过R3、R4的电流分别为I3、I4，由并联电路的特点：I3I43 A，解得I31 A，I42 A。答案：(1)1
10、4 (2)I1I23 A，I31 A，I42 A电表改装1 电表改装的两种类型及计算小量程的电流表G改装成电压表小量程的电流表G改装成大量程的电流表 内部电路R的作用分压分流扩大量程计算UIg(RRg) RRg(n1)Rg(其中n)IgRg(IIg)R R(其中n)电表的总内阻RVRgRRA2双量程电压表的改装(1)改装原理将电流表的示数根据欧姆定律UgRgIg转化为电压值，可以直接测量电压，由于量程太小，无法直接测量较大的电压，如果给小量程的电流表串联一个分压电阻，就可以测量较大的电压，如果串联两个分压电阻，就可以改装成双量程电压表。图234(2)改装后量程的计算根据串联电路的分压原理有：I
11、g根据上式可知，AB之间的电压是UAB，AC之间的电压是UAC，对于给定的表头，选用不同的R1和R2，就可以改装成不同量程的电压表。可以看出，由同一个灵敏电流计改装而成的多量程电压表，其量程之比等于改装后的内阻之比。3双量程电流表的改装(1)改装原理小量程的电流表测量范围较小，直接串联在电路中有可能烧坏电流表，因此需要并联一个分流电阻，就可以测量较大的电流，即扩大了电流表的量程。若连接成图235所示的电路，就可以改装成双量程的电流表。图235(2)改装后量程的计算A为公共端，若用AC时，R1和R2串联后作为分流电阻，设量程为IAC，则有IACIg；若用AB时，R2与电流表串联后再与R1并联，R
12、1为分流电阻，设量程为IAB，则有IABIg。典例 (2015北京高考)如图236所示，其中电流表A的量程为0.6 A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02 A；R1的阻值等于电流表内阻的；R2的阻值等于电流表内阻的2倍。若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是()图236A将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04 AB将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 AC将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 AD将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01 A解析设电流表A的内阻为RA，用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值时，若将接
13、线柱1、2接入电路，根据并联电路的特点，(I1IA)R1IARA，解得I13IA0.06 A，则每一小格表示0.06 A；若将接线柱1、3接入电路，则(I2IA)R1IARA，解得I23IA0.06 A，则每一小格表示0.06 A。选项C正确。答案C求解电表改装问题时，应明确电表改装的原理：改装成电压表，串联一个阻值较大的分压电阻；改装成电流表，并联一个阻值较小的分流电阻。同时要区分电表改装问题中的三个电阻：表头内阻Rg、分压电阻或分流电阻、改装后电表的内阻，不要将它们混淆。1把表头G改装成大量程电流表时，下列说法正确的是()A改装原理为串联电阻能减小电流B改装成电流表后，表头G本身允许通过的
14、最大电流并不改变C改装后，表头G自身的电阻增大了D改装后使用时，通过表头G的电流就可以大于改装前允许通过的最大电流解析：选B改装成大量程电流表后，表头G本身允许通过的最大电流并不改变；改装成大量程电流表后，因为表头G并联了电阻，故电流表的总电阻减小了，但表头G自身的电阻并不变化。故选项B正确。2(多选)将分压电阻串联在表头上，改装成电压表，下列说法中正确的是()A接上分压电阻后，增大了表头的满偏电压B接上分压电阻后，电压按一定比例分别加在表头和分压电阻上，表头的满偏电压不变C如果分压电阻是表头内阻的n倍，则电压表量程扩大为表头满偏电压的n倍D通电时，表头和分压电阻中通过的电流一定相等解析：选BD接上分
